最近，Twitter 上出現(xiàn)了一段 2009 年的老視頻。它讓觀眾可以直觀地了解 CPU 和 GPU 之間的區(qū)別。

原標(biāo)題：GPU 這么厲害，我們?yōu)槭裁催€要用 CPU？
文章來源：AI前線
內(nèi)容字?jǐn)?shù)：5574字

CPU與GPU：一場(chǎng)關(guān)于速度與效率的辯論

本文探討了CPU和GPU在性能上的差異及其各自的適用場(chǎng)景，并解釋了為什么現(xiàn)代芯片通常同時(shí)包含兩者。

1. 速度的錯(cuò)覺：彩彈繪畫實(shí)驗(yàn)

   文章開頭以一個(gè)病毒視頻為例，直觀地展現(xiàn)了GPU在圖像渲染速度上的優(yōu)勢(shì)。視頻中，GPU瞬間繪制出蒙娜麗莎，而CPU繪制簡(jiǎn)單的笑臉卻耗時(shí)30秒。但這只是表面現(xiàn)象，并未體現(xiàn)兩者在架構(gòu)和應(yīng)用上的根本區(qū)別。

2. TFLOPS：性能的量化指標(biāo)

   文章引入TFLOPS（每秒萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算）這一指標(biāo)來量化CPU和GPU的計(jì)算能力。數(shù)據(jù)顯示，GPU的計(jì)算速度遠(yuǎn)超CPU，但文章指出，現(xiàn)代芯片通常同時(shí)包含CPU和GPU，這并非多余。

3. 順序程序與并行程序：兩種不同的計(jì)算模式

   文章區(qū)分了順序程序（指令必須按順序執(zhí)行）和并行程序（指令可以同時(shí)執(zhí)行）。斐波那契數(shù)列計(jì)算是順序程序的例子，而對(duì)一組數(shù)字進(jìn)行乘法運(yùn)算則是并行程序的例子。這兩種程序類型對(duì)處理器的需求截然不同。

4. 錯(cuò)誤的二分法：程序的混合特性

   文章指出，將程序簡(jiǎn)單地劃分為順序程序和并行程序是一種錯(cuò)誤的二分法。大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用都包含順序和并行代碼的混合。文章通過一個(gè)包含斐波那契數(shù)列計(jì)算和乘法運(yùn)算的例子說明了這一點(diǎn)，并引入了“可并行化比例”的概念。

5. 架構(gòu)差異決定應(yīng)用場(chǎng)景：CPU與GPU的最佳匹配

   文章解釋了CPU和GPU在架構(gòu)上的差異：CPU擁有少量大型核心，擅長(zhǎng)處理順序程序和復(fù)雜邏輯；GPU擁有大量小型核心，擅長(zhǎng)處理并行程序。文章以視頻游戲圖形渲染為例，說明了GPU在并行計(jì)算中的優(yōu)勢(shì)。

6. CPU的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：處理隨機(jī)和復(fù)雜決策

   文章強(qiáng)調(diào)了CPU在處理隨機(jī)和復(fù)雜決策方面的優(yōu)勢(shì)，將其比作餐廳廚房里的主廚，而GPU則像流水線廚師，擅長(zhǎng)重復(fù)性任務(wù)。CPU能夠處理操作系統(tǒng)中各種不可預(yù)測(cè)的，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

7. 現(xiàn)代芯片的融合：CPU和GPU的協(xié)同工作

   文章總結(jié)道，現(xiàn)代芯片如蘋果M3，將CPU的靈活性與GPU的計(jì)算能力相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了更優(yōu)的性能。文章認(rèn)為，更準(zhǔn)確的對(duì)比應(yīng)該展現(xiàn)CPU在管理資源和調(diào)度GPU方面的作用。

總而言之，文章闡述了CPU和GPU在架構(gòu)、性能和應(yīng)用場(chǎng)景上的差異，并強(qiáng)調(diào)了它們?cè)诂F(xiàn)代計(jì)算系統(tǒng)中的互補(bǔ)性。兩者并非相互替代，而是協(xié)同工作，以滿足不同類型的計(jì)算需求。

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